发动机制动器

1、发动机制动技术简介发动机制动技术简介西安康明斯发动机有限公司2012年8月15日SQI 景小平汽车为什么发动机制动装置汽车为什么发动机制动装置发动机制动装置的分类发动机制动装置的分类汽车辅助制动装置工作原理汽车辅助制动装置工作原理制动技术发展趋势制动技术发展趋势 主要内容主要内容传统汽车制动方式是采用在车轮上安装机械式摩传统汽车制动方式是采用在车轮上安装机械式摩擦制动器。擦制动器。频繁或长时间制动会造成制动鼓频繁或长时间制动会造成制动鼓( (盘盘) )和摩擦片和摩擦片( (即即制动衬片制动衬片) )过热，导致制动效能衰退。过热，导致制动效能衰退。这个问题对城市公交客车和长年行驶在山区的载这个问

2、题对城市公交客车和长年行驶在山区的载重汽车和长途客车上尤为突出。重汽车和长途客车上尤为突出。现代汽车发动机功率比过去增加了现代汽车发动机功率比过去增加了2 23 3倍倍, ,这意味这意味在同样的制动条件下制动器要产生更多的热量，在同样的制动条件下制动器要产生更多的热量，而制动器经多方改进，其制动性能最多仅比原来而制动器经多方改进，其制动性能最多仅比原来提高提高1.21.2倍。倍。加装发动机制动装置，将车轮制动器的负荷进行加装发动机制动装置，将车轮制动器的负荷进行分流，使车轮摩擦制动器的温度控制在安全范围分流，使车轮摩擦制动器的温度控制在安全范围内。内。汽车为什么需要辅助制动装置汽车为什么需要辅

3、助制动装置现在许多国家的交通法规已将辅助制动装置作为现在许多国家的交通法规已将辅助制动装置作为商用汽车的必备系统。商用汽车的必备系统。如德国的交通法规就明文规定：总质量在如德国的交通法规就明文规定：总质量在5.55.5吨吨以上的客车和以上的客车和9 9吨以上的载重汽车，必须装有辅吨以上的载重汽车，必须装有辅助制动装置。助制动装置。瑞士也有类似的法规：总质量超过瑞士也有类似的法规：总质量超过3.53.5吨的牵引吨的牵引车以及总质量车以及总质量8 8吨以上的载重汽车必须安装辅助吨以上的载重汽车必须安装辅助制动系统。制动系统。汽车为什么需要辅助制动装置汽车为什么需要辅助制动装置汽车为什么需要辅助制动

4、装置汽车为什么需要辅助制动装置2002年年6月月1日交通部已颁布实施中华人民共和日交通部已颁布实施中华人民共和国交通行业标准国交通行业标准JT/T325-2002营运客车类型营运客车类型划分及等级评定划分及等级评定，该标准规定中型客车中高，该标准规定中型客车中高二级，大型客车中高一级、高二级和高三级客二级，大型客车中高一级、高二级和高三级客车都必须装置缓速器。车都必须装置缓速器。建设部建设部2002年年10月月1日公布执行的日公布执行的CJ/T162-2002城市客车分等级技术要求与配置城市客车分等级技术要求与配置也规也规定超二级、超一级、高级的市区和城郊城市客定超二级、超一级、高级的市区和城

5、郊城市客车规定必须装备缓速器。车规定必须装备缓速器。汽车为什么需要辅助制动装置汽车为什么需要辅助制动装置l中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准GB7258-xxxx机动机动车安全运行技术条件车安全运行技术条件(修订稿修订稿)，该标准规定：，该标准规定：车长大于车长大于9m的客车的所有车轮均应装备盘式的客车的所有车轮均应装备盘式制动器及使用子午线轮胎，主要在山区道路行制动器及使用子午线轮胎，主要在山区道路行驶的应装备缓速器或其它辅助制动装置；总质驶的应装备缓速器或其它辅助制动装置；总质量大于量大于12000kg的货车主要在山区道路行驶的的货车主要在山区道路行驶的还应装备缓速器或其它辅助制

6、动装置。还应装备缓速器或其它辅助制动装置。 汽车辅助制动装置的分类汽车辅助制动装置的分类 排气蝶阀制动排气蝶阀制动泄气式制动泄气式制动（主动（主动泄气式制动泄气式制动/被动被动泄气式制动泄气式制动） 压缩释放式制动压缩释放式制动其他制动器其他制动器 排气蝶阀制动排气蝶阀制动 蝶阀制动的原理和结构相对要简单一些，驾驶员使用蝶阀制动后，蝶阀转动将排气管堵死，在发动机气缸内形成可控的背压力，以增加发动机排气行程的功率消耗，迫使发动机降低转速，从而达到在短时间内降低车速的目的。排气蝶阀结构相对简单，性价比较高，制动效果最低。泄气式发动机制动泄气式发动机制动（被动） 市场上比较常见的潍柴WEVB和重汽的

7、EVB就属于这种类型，它需要排气蝶阀进行辅助。当排气蝶阀关闭后，柴油机压缩行程形成使得排气通道中的废气压力急剧上升，相邻处于吸气冲程下止点附近气缸的排气门会被压力顶开一个小缝隙，再通过增加一套控制排气门行程的执行机构，实现排气门在发动机制动过程中保持打开一个空隙。泄气式发动机制动（主动） 主动式制动器则是通过电磁阀控制，用液压装置保持排气门微启，不需要依赖排气蝶阀，如锡柴6DL2装配的就是这样的产品。1. 发动机缓速器发动机缓速器 工作原理 对行驶中的汽车发动机停止供给燃料，并将变速器挂入某一前进档，通过驱动轮和传动系带动发动机曲轴继续旋转。这样，本来作为车辆动力源的发动机就变成消耗汽车动能而

8、对汽车运动起缓速作用的空气压缩机。在这种情况下，汽车对发动机输入的动能大部分耗损在发动机内的进气、压缩和排气过程中，小部分消耗于对水泵、油泵和空压机、发电机等附件的驱动。发动机及上述各附件阻碍曲轴旋转的力矩，即是制动力矩，它将通过传动系放大后传给驱动轮。1. 发动机缓速器发动机缓速器 工作原理 进气 压缩 做功 排气(正常的发动机拖动工作过程)发动机的工作过程1. 发动机缓速器发动机缓速器 工作原理 进气 压缩 释放 做功 排气 发动机缓速器的工作过程1. 发动机缓速器发动机缓速器 发动机缓速器结构图1. 发动机缓速器发动机缓速器 结构组成 由缓速器本体、电磁阀、控制阀、调节螺钉、从动活由缓速

9、器本体、电磁阀、控制阀、调节螺钉、从动活塞和主动活塞等主要零部件组成。塞和主动活塞等主要零部件组成。 缓速器本体的作用是将发动机缓速器的主要部件集成缓速器本体的作用是将发动机缓速器的主要部件集成为一个总成。电磁阀主要起导通或截断发动机机油的作用。为一个总成。电磁阀主要起导通或截断发动机机油的作用。控制阀是在发动机缓速器工作时产生低压油区和高压油区。控制阀是在发动机缓速器工作时产生低压油区和高压油区。从动活塞是发动机缓冲器工作执行元件。主动活塞作用是从动活塞是发动机缓冲器工作执行元件。主动活塞作用是在高压油区产生高压。从动活塞与发动机排气门丁字形压在高压油区产生高压。从动活塞与发动机排气门丁字形

10、压板的间隙由调节螺钉来调节。板的间隙由调节螺钉来调节。1. 发动机缓速器发动机缓速器 1. 发动机缓速器发动机缓速器 制动效果 发动机缓速器的制动功率主要来源于压缩气体的释放造成的功率损失，另外，发动机本身的机械摩擦损失，泵气损失等也产生制动作用。使用发动机缓速器时，非增压发动机制动功率可达额定功率的75，增压发动机制动功率可达额定功率的90。 目前大型客车大多使用6缸增压发动机，以玉柴YC6112ZLQ发动机为例：功率：170kW2000r/min，排量：7.8L。采用增压中冷，制动功率按额定功率的90%，为153kW。根据：转矩9549*功率（kW）/转速（r/min），可计算得出发动机端

11、的制动转矩为730.6N. m。康明斯发动机使用缓速器的制动性能1. 发动机缓速器发动机缓速器 制动效果 1. 发动机缓速器发动机缓速器 发动机缓速器的优点发动机缓速器的优点 装有发动机缓速器的发动机在对车辆进行缓速制动时装有发动机缓速器的发动机在对车辆进行缓速制动时四个冲程都对车辆作负功，而没装发动机缓速器的发动四个冲程都对车辆作负功，而没装发动机缓速器的发动机在膨胀冲程时仍对车辆作正功，这样装用发动机缓速机在膨胀冲程时仍对车辆作正功，这样装用发动机缓速器的发动机可以为车辆提供更大的制动力矩。器的发动机可以为车辆提供更大的制动力矩。 按国外目前技术水平，制动功率最大可达按国外目前技术水平，制

12、动功率最大可达35KW/L.35KW/L. 发动机缓速器优点：可以与发动机集成一体从而体发动机缓速器优点：可以与发动机集成一体从而体积小，重量轻；可以提供大小不同的制动力矩；基本不积小，重量轻；可以提供大小不同的制动力矩；基本不需额外消耗能量（电磁阀要耗一点电能需额外消耗能量（电磁阀要耗一点电能) )。1. 发动机缓速器发动机缓速器 发动机缓速器的缺点发动机缓速器的缺点 只适合部分柴油机，并且对发动机的改造只适合部分柴油机，并且对发动机的改造较大（需要发动机厂商对发动机缸盖和气门室较大（需要发动机厂商对发动机缸盖和气门室罩进行重新设计和生产，以方便缓速器的安罩进行重新设计和生产，以方便缓速器的

13、安装），其应用范围具有局限性。装），其应用范围具有局限性。1. 发动机缓速器发动机缓速器l目前国外市场常见的发动机缓速器为发动机减压缓速器与发目前国外市场常见的发动机缓速器为发动机减压缓速器与发动机泄气动机泄气- -排气缓速器。排气缓速器。l发动机减压缓速器目前在北美占据市场主导地位，近年来逐发动机减压缓速器目前在北美占据市场主导地位，近年来逐渐进入欧洲和亚洲市场。发动机减压缓速器主要由美国渐进入欧洲和亚洲市场。发动机减压缓速器主要由美国JacobJacob公司生产，目前其产品已经形成多个系列，用于和不同品牌、公司生产，目前其产品已经形成多个系列，用于和不同品牌、各种型号的发动机相匹配。各种型

14、号的发动机相匹配。JacobJacob公司还提供发动机泄气公司还提供发动机泄气- -排排气缓速器产品。气缓速器产品。l德国的曼（德国的曼（MANMAN）公司和梅赛德斯）公司和梅赛德斯- -奔驰（奔驰（MERCEDES-BENZMERCEDES-BENZ）公）公司各自开发了发动机泄气缓速器或泄气司各自开发了发动机泄气缓速器或泄气- -排气缓速器产品；排气缓速器产品；l瑞典的沃尔沃公司研发了实质上是发动机减压制动的瑞典的沃尔沃公司研发了实质上是发动机减压制动的VEBVEB技术，技术，后来推出改进型后来推出改进型VEB+VEB+技术，为发动机减压技术，为发动机减压- -排气制动；排气制动；l日本的日

15、产（日本的日产（NISSANNISSAN）公司也推出了发动机减压缓速器。）公司也推出了发动机减压缓速器。2.发动机排气辅助制动装置发动机排气辅助制动装置 工作原理 利用设置在排气通道内的碟形节流阀来堵塞排气通道并停止供油，使发动机在压缩和排气过程中都能压缩纯空气，这时发动机变为压缩机来吸收汽车动能，增大功率消耗，使发动机降低转速，实现在短时间内降低车速目的。2.发动机排气辅助制动装置发动机排气辅助制动装置 工作原理2.发动机排气辅助制动装置发动机排气辅助制动装置 图2 电磁气压控制的排气制动装置 1、 进气消音阀 2、 4、 14 气缸 3、排气制动阀 5、贮气筒 6、蓄电池 7、排气制动开关

16、 8、信号灯 9、离合器踏板 10、离合器开关11、加速开关 12、喷油量操纵臂 13、熄火操纵臂 15、电磁阀2.发动机排气辅助制动装置发动机排气辅助制动装置 电磁气压控制的排气制动装置结构 三个气动缸（三个气动缸（2 2、4 4和和1414）分别控制排气制动阀）分别控制排气制动阀3 3、进、进气消声阀气消声阀1 1和熄火操纵臂和熄火操纵臂1313。常闭式电磁阀。常闭式电磁阀1515串联在排气串联在排气制动开关制动开关7 7、离合器开关、离合器开关1010和加速开关和加速开关1111的控制电路中，的控制电路中，并控制贮气筒并控制贮气筒5 5至各气缸的压缩空气管路。其中任何一个至各气缸的压缩空

17、气管路。其中任何一个开关断开都会使电磁阀关闭而解除排气制动。开关断开都会使电磁阀关闭而解除排气制动。 2.发动机排气辅助制动装置发动机排气辅助制动装置 电磁气压控制的排气制动装置工作原理电磁气压控制的排气制动装置工作原理 制动时，放松加速踏板，接通排气制动开关制动时，放松加速踏板，接通排气制动开关7 7，信，信号灯号灯8 8亮，电流经离合器开关亮，电流经离合器开关1010、电磁阀线圈、电磁阀线圈1515和加速和加速开关开关1111形成回路，电磁阀形成回路，电磁阀1515产生吸力，关闭排气口，产生吸力，关闭排气口，打开进气道，压缩空气进入三个气缸，使柴油机停止打开进气道，压缩空气进入三个气缸，使

18、柴油机停止供油，并关闭发动机的进、排气管，实现排气制动，供油，并关闭发动机的进、排气管，实现排气制动，快速降低发动机转速，从而使车速迅速降低快速降低发动机转速，从而使车速迅速降低。 3.牵引电动机缓速器牵引电动机缓速器 对于采用电传动的汽车，可以对电动驱动轮中的牵引电动机停止供电，使电动机受驱动轮驱动而成为发电机，将汽车的部分动能转变成电能，再使之通过电阻转变为热能而耗散。这时电动机对驱动轮的阻力矩即是制动力矩。 4.空气动力缓速器空气动力缓速器 依靠在制动时突然增大的车身迎风表面积或装于车辆尾部的制动时可弹出的空气阻力伞来产生制动力的。这种制动方式一般应用于赛车上。这种制动方式制动平稳，安全

19、可靠且无冲击，但它对车辆的行驶路面环境要求严格，很难应用于普通车辆上。 丰田公司在AXVV型轿车车尾顶部安装的空气制动尾翼，由一台充有高压液体的旋转加速器驱动。 在十九世纪在十九世纪 Leon FoucaultLeon Foucault发现的电磁感应理发现的电磁感应理论的基础上发展起来的论的基础上发展起来的. .电涡流缓速器的著名生产厂商有：电涡流缓速器的著名生产厂商有：法国的泰尔法国的泰尔马马 （TELMA）、西班牙的）、西班牙的克莱姆（克莱姆（KLAMKLAM）和）和弗瑞纳萨（弗瑞纳萨（FRENRLSAFRENRLSA）、德国的克罗伏特）、德国的克罗伏特（KLOFT），），日本泽腾电机公司

20、日本泽腾电机公司( (SAWFUJISAWFUJI) ) 、东京部品工业（东京部品工业（TOKYOBUHIKOGYOTOKYOBUHIKOGYO）和五十铃）和五十铃/住友（住友（ISUZU/SUMITOMO）等。）等。5.电涡流缓速器电涡流缓速器5.电涡流缓速器电涡流缓速器 5.电涡流缓速器电涡流缓速器 结构组成结构组成：由定子和转子组成。定子通过固定支架固定在车辆底盘上（车架、变速箱外壳或后桥外壳），在定子底板上安装八个电磁线圈，线圈之间用导线按一定要求互相连接，相邻两个线圈的磁场极性相反。缓速器的转子分布在定子的两侧，用过渡法兰连接在一起，同时与传动系统相连，转子上铸有风道，以便散热。图

21、电涡流缓速器结构示意图1-转子盘；2-铁心；3-励磁线圈；4-转子轴；5-轴承；6-固定架；7-气隙；8-接线柱5.电涡流缓速器电涡流缓速器 工作原理（工作原理（1）：）：定子上装有八个电磁线圈，工作定子上装有八个电磁线圈，工作时向励磁线圈通入直流电流用以产生磁场，从磁时向励磁线圈通入直流电流用以产生磁场，从磁场中发射出来的磁力线穿过转子与相邻线圈产生场中发射出来的磁力线穿过转子与相邻线圈产生的相反极性磁场构成回路。的相反极性磁场构成回路。 图 电涡流缓速器磁极及磁力线分布图 根据电磁感应理论，当穿过闭合导线回路所包围面积的磁通量发生变化时，在导线回路中将产生感应电流。 5.电涡流缓速器电涡流

22、缓速器 工作原理（工作原理（2）：当缓速器的转子转动时，其内部无数个闭合导线所包围的面积内的磁通量就发生变化，从而在转子内部产生无数段感应电流，这种电流称为涡电流。涡电流的作用有两个方面：一是这些涡流在具有一定电阻的转子内部流动时会产生热效应而导致转子发热。车辆的动能就通过感应电流转化为热能，并通过转子风叶产生的强劲风力将热量快速散发出去；二是涡流会产生新的磁场，根据楞次定律，闭合导线回路中所产生的感应电流总是使它自己所产生的磁场反抗任何引起电磁感应的变化，就是说转子内部涡流所产生的新的磁场与定子线圈产生的磁场相互作用，而阻止、反抗转子的转动，这样就形成了迫使车辆降低速度的制动力矩。如下图。图

23、5：电涡流缓速器涡电流和制动力矩 5.电涡流缓速器电涡流缓速器 5.电涡流缓速器电涡流缓速器 电涡流缓速器优点电涡流缓速器优点 结构简单，生产制造成本也不高；结构简单，生产制造成本也不高； 制动力矩范围广，可达制动力矩范围广，可达3003003300N3300Nm m ； 适合于采用无论是机械变速器还是液力变速器适合于采用无论是机械变速器还是液力变速器型式的车辆（型式的车辆（5 54545吨）；吨）； 响应时间短（仅有响应时间短（仅有40ms40ms，比液力缓速器的响应，比液力缓速器的响应快快2020倍），无明显时间滞后；倍），无明显时间滞后； 工作时噪声很小；工作时噪声很小； 车辆在低速运行

24、时，也可产生较高的制动力矩；车辆在低速运行时，也可产生较高的制动力矩；制动力矩的大小可以通过控制励磁电流来调节，易制动力矩的大小可以通过控制励磁电流来调节，易实现自动控制；实现自动控制； 还具有故障率低，维修方便，可靠性高等优点。还具有故障率低，维修方便，可靠性高等优点。 5.电涡流缓速器电涡流缓速器 电涡流缓速器缺点电涡流缓速器缺点 体积较大，重量较重；体积较大，重量较重； 制动减速能力和使用时间长短受转子温升，制动减速能力和使用时间长短受转子温升，缓速器周围气流条件和环境温度的影响；缓速器周围气流条件和环境温度的影响； 要消耗一定的电能，需要要消耗一定的电能，需要考虑发电机或蓄电考虑发电机

25、或蓄电池的容量大小池的容量大小； 不能实现制动能量回收。不能实现制动能量回收。 图图1 1 永磁式缓速器机械部分结构示意图永磁式缓速器机械部分结构示意图 1-定子铸体；2-活动磁铁支架；3-磁铁压块；4-永久磁铁块； 5-固定磁铁支架；6-磁铁保持架；7-法兰盘；8-转子永磁式缓速器的结构组成永磁式缓速器的结构组成 6.永磁铁式电涡流缓速器永磁铁式电涡流缓速器 结构与工作原理（结构与工作原理（1 1） 永久磁铁式电涡流缓速器与使用线圈的电涡流缓速器原理相永久磁铁式电涡流缓速器与使用线圈的电涡流缓速器原理相同，如下图所示。在旋转的金属板（强磁性体）附近，放置一个同，如下图所示。在旋转的金属板（强

26、磁性体）附近，放置一个永久磁铁，由于永久磁铁的磁场作用，按弗莱明（永久磁铁，由于永久磁铁的磁场作用，按弗莱明（FlemingFleming）定）定则，在这个金属板上产生涡电流，与此同时产生一个与金属板旋则，在这个金属板上产生涡电流，与此同时产生一个与金属板旋转方向相反的制动力。转方向相反的制动力。 图7 永磁铁电涡流缓速器工作原理 6.永磁铁电涡流缓速器永磁铁电涡流缓速器 结构与工作原理（结构与工作原理（2 2） 利用这个原理，将旋转体（转子）做成圆筒形，将利用这个原理，将旋转体（转子）做成圆筒形，将1212个永久磁个永久磁铁极性交错地均布于环状支架的外圆上，它们即是不旋转的固定体铁极性交错地

27、均布于环状支架的外圆上，它们即是不旋转的固定体（定子）。当制动时，由气缸力作用，将永久磁铁推向转筒的内侧，（定子）。当制动时，由气缸力作用，将永久磁铁推向转筒的内侧，这时永久磁铁在转筒内形成磁回路，当转筒旋转时，转筒的内圆面这时永久磁铁在转筒内形成磁回路，当转筒旋转时，转筒的内圆面就产生了涡电流，与此同时转筒就受到一个与旋转方向相反的制动就产生了涡电流，与此同时转筒就受到一个与旋转方向相反的制动力，如图所示。力，如图所示。图8 制动时的磁回路 6.永磁铁电涡流缓速器永磁铁电涡流缓速器 结构与工作原理（结构与工作原理（3 3） 非制动时，由气缸力将永久磁铁推出，与转筒内侧脱非制动时，由气缸力将永

28、久磁铁推出，与转筒内侧脱离，这时永久磁铁与隔离套之间形成磁回路。由于转筒离，这时永久磁铁与隔离套之间形成磁回路。由于转筒的磁力回路已断开，所以制动力被解除；由于磁力是在的磁力回路已断开，所以制动力被解除；由于磁力是在隔离套内迂回，所以磁力线不会向外部泄漏，见下图。隔离套内迂回，所以磁力线不会向外部泄漏，见下图。图9 非制动时的磁回路 6.永磁铁电涡流缓速器永磁铁电涡流缓速器 永磁铁电涡流缓速器工作原理永磁铁电涡流缓速器工作原理6.永磁铁电涡流缓速器永磁铁电涡流缓速器 永磁铁电涡流缓速器的优点永磁铁电涡流缓速器的优点 质量轻，体积小，缓速器达到轻量小型化。质量轻，体积小，缓速器达到轻量小型化。

29、永久磁铁不消耗电能，不用考虑发电机或蓄电池永久磁铁不消耗电能，不用考虑发电机或蓄电池的容量大小，缓速器的结构简单，又便于维修保养。的容量大小，缓速器的结构简单，又便于维修保养。 汽车行驶过程中，下坡较长时需连续或频繁制动，汽车行驶过程中，下坡较长时需连续或频繁制动，如使用电磁式缓速器，通电时间长，本身要发热，电如使用电磁式缓速器，通电时间长，本身要发热，电磁铁的温度可达磁铁的温度可达150150以上，出现大幅度的退磁现象，以上，出现大幅度的退磁现象，从而使制动力大大下降。永久磁铁本身不会发热，温从而使制动力大大下降。永久磁铁本身不会发热，温升最高在升最高在6060左右，而且温度系数也小，几乎没

30、有退左右，而且温度系数也小，几乎没有退磁现象发生，磁现象发生，制动力仍然很稳定的。制动力仍然很稳定的。 7.液力缓速器液力缓速器 工作原理（工作原理（1 1） 缓速器转子随变速器输出轴转动,而定子不动。当缓速器内没有油时,转子空转,没有减速作用。 图 液力缓速器工作原理简图 1、定子 2、转子 3、壳体 4、散热器 5、控制阀系 6、油泵 7、储油罐以液体（油）为工作介质将汽车的动能转换成液体的热能，再通过冷却器散热的方式实现汽车速度的快速降低。 7.液力缓速器液力缓速器 结构组成结构组成 1 法兰盘法兰盘2 动轮动轮3 定轮定轮4 进油口进油口5 泄油口泄油口6 热交换器热交换器 7.液力缓

31、速器液力缓速器 工作原理（工作原理（2 2） 当缓速器内充有油时当缓速器内充有油时, ,随输出轴转动的转子作用于油随输出轴转动的转子作用于油液一个动量矩液一个动量矩, ,带动油液绕轴旋转带动油液绕轴旋转; ;油液沿叶片运动作内油液沿叶片运动作内循环圆旋转循环圆旋转, ,甩向导轮。同时甩向导轮。同时, ,固定的导轮叶片也对油液固定的导轮叶片也对油液产生一个反向作用的动量矩。油液流出导轮再流入转子产生一个反向作用的动量矩。油液流出导轮再流入转子时时, ,形成对转子的阻力矩形成对转子的阻力矩, ,阻碍转子的转动阻碍转子的转动, ,实现对车辆的实现对车辆的减速作用。减速作用。 液力减速是通过固定的定子

32、充分利用油液对叶轮转液力减速是通过固定的定子充分利用油液对叶轮转子的反作用力实现的子的反作用力实现的, ,这种反作用力矩本质上是油液的阻这种反作用力矩本质上是油液的阻尼作用，其中作用是连续平顺的，再加上减速力矩作用尼作用，其中作用是连续平顺的，再加上减速力矩作用于变速器输出轴于变速器输出轴, ,不会造成制动器抱死。不会造成制动器抱死。缓速器机体装配分解图缓速器机体装配分解图7.液力缓速器液力缓速器 基于虚拟装配技术生成的液力缓速器基于虚拟装配技术生成的液力缓速器 7.液力缓速器液力缓速器 液力缓速器的优点液力缓速器的优点 制动过程无摩擦和磨损，使用寿命很长；制动过程无摩擦和磨损，使用寿命很长；

33、 制动过程噪声比较小；制动过程噪声比较小； 延长主制动器制动蹄片的使用寿命；延长主制动器制动蹄片的使用寿命； 制动过程容易实现扭矩的控制；制动过程容易实现扭矩的控制； 液力缓速器通过控制缓速器工作室液体量来控制液力缓速器通过控制缓速器工作室液体量来控制制动扭矩的大小，制动扭矩的变化是连续的。制动扭矩的大小，制动扭矩的变化是连续的。 7.液力缓速器液力缓速器 液力缓速器的缺点液力缓速器的缺点 车速下降时，其制动力矩下降得很快。制动力矩有车速下降时，其制动力矩下降得很快。制动力矩有波动。常作为辅助制动与其它制动装置配合使用。先通波动。常作为辅助制动与其它制动装置配合使用。先通过液力缓速器使旋转轴转

34、速降低，再施以摩擦制动予以过液力缓速器使旋转轴转速降低，再施以摩擦制动予以完全制动。完全制动。 缓速器的安装比较困难。这是由于为减小液力缓速器缓速器的安装比较困难。这是由于为减小液力缓速器的自重，有些冷却系统与发动机冷却系统相连接，必须的自重，有些冷却系统与发动机冷却系统相连接，必须与发动机有相应的联接接口。与发动机有相应的联接接口。道路试验方法道路试验方法台架试验方法台架试验方法道路试验方法道路试验方法UNECE R13号法规规定，对于商用汽车，满载的车辆应能以30km/h的平均速度，在长6km的6%或7%坡道下坡行驶，试验中不得采用行车制动、应急制动和驻车制动，变速器档位应使发动机转速不得

35、超过厂定的最高转速。6 %6 km30 km/h7 %6 km30 km/h货车 ( 12 t )客车 ( 5 t ,且座位数 8 seats)台架试验方法台架试验方法 缓速器试验项目缓速器试验项目 ：l制动力矩（转矩）制动力矩（转矩）转速特性，即电涡流缓速器所产转速特性，即电涡流缓速器所产生的制动力矩与转子转速的关系；生的制动力矩与转子转速的关系；l制动力矩制动力矩时间特性，即持续制动性能试验，即电涡时间特性，即持续制动性能试验，即电涡流缓速器转子在某一恒定转速下，缓速器产生的制动力矩流缓速器转子在某一恒定转速下，缓速器产生的制动力矩随时间变化的关系；随时间变化的关系；l温度温度时间特性，即

36、电涡流缓速器工作时转子和定子时间特性，即电涡流缓速器工作时转子和定子的温升变化情况；的温升变化情况；l制动力矩制动力矩温度特性，即缓速器温度升高后产生的制温度特性，即缓速器温度升高后产生的制动力矩变化情况；动力矩变化情况；l工作时电能消耗特性。工作时电能消耗特性。 台架试验方法台架试验方法1-平板；平板；2-直流电机；直流电机；3-升速齿轮箱；升速齿轮箱；4-主轴；主轴；5-可调惯量飞轮组；可调惯量飞轮组；6-防护罩；防护罩；7-转矩转速传感器；转矩转速传感器；8-电涡流缓速器；电涡流缓速器；9-温度传感器；温度传感器；10-风机风机 试验台机械布置图试验台机械布置图 试验台结构与原理试验台结

37、构与原理 采用电动机来驱动组合飞轮，用旋转飞轮的能量来模拟汽车行驶时的动能，以此作为自励式缓速器的能量输入。在电动机启动后，电机带动组合飞轮转动。缓速器通过自身的涡流损耗来消耗这部分动能。在试验过程中，缓速器使得旋转飞轮的动能不断减少，转子转速不断降低，温度传感器用于测得缓速器定子绕组的发热情况。速度力矩传感器可直接测得制动过程中的制动力矩和转子转速。风机用来模拟汽车行驶过程中的风速，即模拟出缓速器的实际散热条件，也可用于试验中加速缓速器的快速冷却。 台架试验方法台架试验方法台架试验方法台架试验方法台架试验方法台架试验方法 电涡流缓速器试验特性曲线 发动机缓速器的发展趋势发动机缓速器的发展趋势

38、电涡流缓速器的发展趋势电涡流缓速器的发展趋势液力缓速器的发展趋势液力缓速器的发展趋势摩擦与电磁制动集成设计摩擦与电磁制动集成设计各种制动装置联合控制各种制动装置联合控制汽车辅助制动技术发展趋势汽车辅助制动技术发展趋势汽车辅助制动技术发展趋势汽车辅助制动技术发展趋势发动机缓速器的发展趋势发动机缓速器的发展趋势发动机缓速器的应用将增加；发动机缓速器的应用将增加；发动机缓速器与其它缓速器联合工作。发动机缓速器与其它缓速器联合工作。汽车辅助制动技术发展趋势汽车辅助制动技术发展趋势l重庆良马发动机制动器有限公司与广西玉柴机重庆良马发动机制动器有限公司与广西玉柴机器集团有限公司合作，通过对国外产品的研究，

39、器集团有限公司合作，通过对国外产品的研究，仿制开发了发动机泄气仿制开发了发动机泄气-排气缓速器，用于玉柴排气缓速器，用于玉柴YC6A系列发动机上。系列发动机上。l潍柴动力股份有限公司引进德国曼公司的泄气潍柴动力股份有限公司引进德国曼公司的泄气-排气制动技术，推出了排气制动技术，推出了WEVB发动机辅助制动发动机辅助制动系统，已小批量推向市场。系统，已小批量推向市场。l一汽集团与美国一汽集团与美国Jacob公司合作开发了公司合作开发了CA6DL发发动机缓速器，采用的是发动机泄气动机缓速器，采用的是发动机泄气-排气技术。排气技术。l中国重汽集团也正与国外公司合作开发发动机中国重汽集团也正与国外公司

40、合作开发发动机缓速器。缓速器。国内市场情况国内市场情况 电涡流缓速器的发展趋势（电涡流缓速器的发展趋势（1） 轻量化、小型化轻量化、小型化 电涡流缓速器有一大缺点，即比较重，装车后会电涡流缓速器有一大缺点，即比较重，装车后会增加车辆的整备质量。近年来，各厂家除了优化设计增加车辆的整备质量。近年来，各厂家除了优化设计缓速器外，还在选用材料上下功夫，即选用既满足性缓速器外，还在选用材料上下功夫，即选用既满足性能要求同时质量较轻的材料。如德国克罗伏特（能要求同时质量较轻的材料。如德国克罗伏特（KLOFTKLOFT）公司的电涡流缓速器的重量和体积都有减小，特别是公司的电涡流缓速器的重量和体积都有减小，

41、特别是其转子重量较其它公司减小其转子重量较其它公司减小35%35%。另外为了提高冷却效。另外为了提高冷却效率，还改进了转子盘的冷却气流，使其流速由一般的率，还改进了转子盘的冷却气流，使其流速由一般的12m/s12m/s提高到提高到36m/s36m/s。 汽车辅助制动技术发展趋势汽车辅助制动技术发展趋势 电涡流缓速器的发展趋势（电涡流缓速器的发展趋势（2） 整体化集成化整体化集成化 电涡流缓速器都是由专业厂商单独设计和生产后电涡流缓速器都是由专业厂商单独设计和生产后再加装到汽车传动系中，这样除要对原车的安装部位再加装到汽车传动系中，这样除要对原车的安装部位进行改造外，也会对原车的传动系统造成一定

42、影响。进行改造外，也会对原车的传动系统造成一定影响。现在对缓速器的设计是把它作为汽车传动系整体中的现在对缓速器的设计是把它作为汽车传动系整体中的一部分加以考虑。如泰乐马一部分加以考虑。如泰乐马(TELMA)(TELMA)公司新一代公司新一代70007000的产品，从开始就针对一类变速器而设计，这样安装的产品，从开始就针对一类变速器而设计，这样安装时可以不用改变变速器的后端盖，也不需改变转动轴时可以不用改变变速器的后端盖，也不需改变转动轴的长短，非常方便。的长短，非常方便。汽车辅助制动技术发展趋势汽车辅助制动技术发展趋势 电涡流缓速器的发展趋势（电涡流缓速器的发展趋势（3） 控制电子智能化控制电

43、子智能化 现有的电涡流缓速器多采用继电器分级控制，所产生现有的电涡流缓速器多采用继电器分级控制，所产生的制动力矩是分级阶梯状不连续的。其发展方向是采用的制动力矩是分级阶梯状不连续的。其发展方向是采用无级调节技术，即通过电子控制装置调节励磁线圈中的无级调节技术，即通过电子控制装置调节励磁线圈中的电流大小来控制磁场的强度，从而使得所产生的制动力电流大小来控制磁场的强度，从而使得所产生的制动力矩连续变化，更好地适应车辆的制动要求。矩连续变化，更好地适应车辆的制动要求。电子控制后的温度与转矩曲线 汽车辅助制动技术发展趋势汽车辅助制动技术发展趋势 汽车辅助制动技术发展趋势汽车辅助制动技术发展趋势电涡流缓

44、速器的发展趋势（电涡流缓速器的发展趋势（4）转筒式电涡流缓速器（装于后桥） 汽车辅助制动技术发展趋势汽车辅助制动技术发展趋势电涡流缓速器的发展趋势（电涡流缓速器的发展趋势（5）自发电式电涡流缓速自发电式电涡流缓速器器 汽车辅助制动技术发展趋势汽车辅助制动技术发展趋势自发电式电涡流缓速自发电式电涡流缓速器器电涡流缓速器的发展趋势（电涡流缓速器的发展趋势（5） 汽车辅助制动技术发展趋势汽车辅助制动技术发展趋势自发电式电涡流缓速器自发电式电涡流缓速器电涡流缓速器的发展趋势（电涡流缓速器的发展趋势（5） 汽车辅助制动技术发展趋势汽车辅助制动技术发展趋势 液力缓速器的发展趋势（液力缓速器的发展趋势（1

45、1） 小型化、集成化小型化、集成化 液力缓速器通常以分离元件的形式装在变速器后的液力缓速器通常以分离元件的形式装在变速器后的传动轴上传动轴上, ,因轴的转速低因轴的转速低, ,为获得较大的制动力矩为获得较大的制动力矩, ,减速器减速器的尺寸往往较大的尺寸往往较大. .为了达到减轻重量或与自动变速器一体为了达到减轻重量或与自动变速器一体化设计的目的化设计的目的, ,常将其小型化常将其小型化, ,并对动轮采用齿轮增速传并对动轮采用齿轮增速传动动, ,以便在小尺寸的结构下得到同样大的制动力矩以便在小尺寸的结构下得到同样大的制动力矩, ,如德如德国公司生产的整体式液力减速器国公司生产的整体式液力减速器

46、. .俄罗斯近年已研制成功液力变矩器和液力缓速器一体化俄罗斯近年已研制成功液力变矩器和液力缓速器一体化装置装置, ,整体尺寸大大减低整体尺寸大大减低。 汽车辅助制动技术发展趋势汽车辅助制动技术发展趋势液力缓速器的发展趋势（液力缓速器的发展趋势（2 2） 控制电子化 为使下坡车速稳定,液力缓速器既要维持恒制动转矩,又要保证油不过热,一般液压控制系统难以胜任。德国公司的a采用微机控制的电液比例流量阀进行闭环控制,同时解决了这两个问题。 此外,装有液力减速器的车辆往往又装有自动变速器或。其控制系统不再是简单的液压控制系统，而是与自动变速器、的控制系统协调工作的电子控制系统。 汽车辅助制动技术发展趋势

47、汽车辅助制动技术发展趋势摩擦与电磁制动集成设计摩擦与电磁制动集成设计 汽车辅助制动技术发展趋势汽车辅助制动技术发展趋势 联合制动联合制动 当前在车辆上使用的各类制动器和辅助制动装当前在车辆上使用的各类制动器和辅助制动装置都有着各自的优点，同时也置都有着各自的优点，同时也有有各自的各自的的缺陷。为的缺陷。为了充分发挥各类制动装置的优点以进一步提高整车了充分发挥各类制动装置的优点以进一步提高整车的制动性能，国外正在研究缓速器与车轮主制动器的制动性能，国外正在研究缓速器与车轮主制动器和其它辅助制动系统（如发动机制动、发动机排气和其它辅助制动系统（如发动机制动、发动机排气制动）协同工作的规律和控制技术

48、。制动）协同工作的规律和控制技术。 缓速器控制开始与汽车防抱死系统（缓速器控制开始与汽车防抱死系统（ABSABS）和驱）和驱动防滑系统（动防滑系统（ASRASR）联系起来，由）联系起来，由ABSABS、ASRASR的控制系的控制系统根据汽车行驶工况对缓速器进行控制，从而使得统根据汽车行驶工况对缓速器进行控制，从而使得装有缓速器的汽车更安全、更可靠。装有缓速器的汽车更安全、更可靠。江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作主要科研项目主要科研项目主要研究内容主要研究内容主要研究成果主要研究成果成果应用情况介绍成果应用情况介绍 江苏省科技攻关项目：电涡流缓速器开发及产

49、业化，江苏省科技攻关项目：电涡流缓速器开发及产业化，（BE2003042BE2003042） 江苏省科技攻关项目：节能紧凑型永久磁铁式缓速器江苏省科技攻关项目：节能紧凑型永久磁铁式缓速器开发及产业化，（开发及产业化，（BE2006110BE2006110） 科技部科技人员服务企业行动计划项目科技部科技人员服务企业行动计划项目: :节能环保型自节能环保型自励式缓速器产品开发及产业化，（励式缓速器产品开发及产业化，（2009GJC100352009GJC10035）教育部高等学校博士学科点基金：汽车联合制动系统教育部高等学校博士学科点基金：汽车联合制动系统综合控制优化算法，（综合控制优化算法，（2

50、006029901020060299010）江苏省汽车工程重点实验室开放基金：发动机制动工江苏省汽车工程重点实验室开放基金：发动机制动工作过程研究，（作过程研究，（200507200507）十几家企业委托开发项目。十几家企业委托开发项目。江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作电涡流缓速器和永久磁铁缓速器的电磁场分析，电涡流缓速器和永久磁铁缓速器的电磁场分析，利用有限单元法建立电涡流缓速器电磁场的二维利用有限单元法建立电涡流缓速器电磁场的二维和三维计算模型，并进行性能仿真和三维计算模型，并进行性能仿真电涡流缓速器和永久磁铁缓速器设计方法的研究电涡流缓速器和永久磁

51、铁缓速器设计方法的研究电涡流缓速器台架试验方法及性能试验台研制电涡流缓速器台架试验方法及性能试验台研制电涡流缓速器无级控制技术的研究电涡流缓速器无级控制技术的研究缓速器温度场和流场分布研究，散热特性分析缓速器温度场和流场分布研究，散热特性分析转筒式电涡流缓速器设计方法的研究转筒式电涡流缓速器设计方法的研究江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作自励式电涡流缓速器的电磁场分析与控制方法自励式电涡流缓速器的电磁场分析与控制方法发动机制动发电工作机理及性能分析发动机制动发电工作机理及性能分析永磁式

52、缓速器转子鼓温度场应力场分析永磁式缓速器转子鼓温度场应力场分析液力缓速器设计理论与控制技术的研究液力缓速器设计理论与控制技术的研究汽车联合制动系统综合控制算法汽车联合制动系统综合控制算法摩擦制动与电磁制动集成设计摩擦制动与电磁制动集成设计缓速器与整车匹配技术的研究缓速器与整车匹配技术的研究缓速器性能评价方法的研究缓速器性能评价方法的研究研制出的电涡流缓速器江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作研制出的电涡流缓速器江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作 研制

53、出的转筒式电涡流缓速器和永久磁铁式缓速器 自励式自励式(自发电自发电)电涡流缓速器电涡流缓速器 1-缓速器铁芯 2-发电装置定子齿槽 3-永磁体 4-永磁体支架 5-转筒散热片 6-转筒内壁 7-定子 8-转子江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作 江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作通过凸轮通过凸轮“空行程空行程”技术实现发动机驱动技术实现发动机驱动和制动工况气门驱动和制动工况气门驱动机构共享。机构共享。凸轮凸轮“空行程空行程”技术技术是指凸轮制动型线部是指凸轮制动型线部分在驱动工况下不起分在驱动工况下不起作用，从而两种工

54、况作用，从而两种工况下可使用同一凸轮的下可使用同一凸轮的技术。技术。 为节省空间，若干控为节省空间，若干控制阀、液压油道布置制阀、液压油道布置在气门摇臂中。在气门摇臂中。驱动驱动-制动双工况一体化驱动式方案制动双工况一体化驱动式方案江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作研制出电涡流缓速器试验台江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作1.1.何建清，何仁，衣丰艳何建清，何仁，衣丰艳. . 汽车用电涡流缓速器的工作原理及其使汽车用电涡流缓速器的工作原理及其使用效果用效果. .轻型汽车技术，轻型汽车技术，20022002（1111）:

55、17-24:17-24 2.2.何仁何仁. . 汽车辅助制动装置汽车辅助制动装置. .化学工业出版社，化学工业出版社，20052005，5 53.3.何建清，何何建清，何 仁，衣丰艳仁，衣丰艳. . 车用电涡流缓速器的设计方法车用电涡流缓速器的设计方法. .汽车工汽车工程，程，20032003（增刊）：（增刊）：110-118110-118 4.4.何仁，衣丰艳，何建清何仁，衣丰艳，何建清. . 电涡流缓速器制动力矩的计算方法电涡流缓速器制动力矩的计算方法. .汽车汽车工程，工程，20042004（2 2）：）：197-200197-200 5.5.何仁，何建清何仁，何建清. . 装用电涡流缓

56、速器的汽车制动性能分析装用电涡流缓速器的汽车制动性能分析. .江苏大学江苏大学学报，学报， 20042004（1 1）：）：29-3229-326. 6. 衣丰艳，何仁，刘成晔，何建清衣丰艳，何仁，刘成晔，何建清. . 车用电涡流缓速器三维有限元车用电涡流缓速器三维有限元分析分析. .交通运输工程学报，交通运输工程学报，20042004，4 4（2 2）：）：53-5653-56 7.7.刘成晔刘成晔 何仁何仁 衣丰艳衣丰艳 盛金东盛金东. .车用电涡流缓速器转子盘流场有限车用电涡流缓速器转子盘流场有限元分析元分析. .汽车工程汽车工程 ，20052005 江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作

57、江苏大学在辅助制动技术方面的研究工作8.何仁，衣丰艳，刘成晔何仁，衣丰艳，刘成晔. 结构参数对车用缓速器制动力矩的影响分结构参数对车用缓速器制动力矩的影响分析，农业机械学报析，农业机械学报 ，2005，（，（9）9. 盛金东，何仁盛金东，何仁,李强李强.电涡流缓速器试验台研制电涡流缓速器试验台研制. 公路交通科技，公路交通科技，20052005，（，（8 8） 10.何仁何仁,刘成晔刘成晔,衣丰艳衣丰艳.车用电涡流缓速器转子盘温度场计算方法。车用电涡流缓速器转子盘温度场计算方法。江苏大学学报，江苏大学学报， 2005，（，（1）11.何仁，刘成晔何仁，刘成晔 基于基于CFD车用电涡流缓速器转子盘不同型式叶片流车用电涡流缓速器转子盘不同型式叶片流场研究，汽车工程，场研究，汽车工程，2006，（，（2） 12.何仁何仁,衣丰艳衣丰艳.电涡流缓速器性能特性评价方法的探讨，中国公路电涡流缓速器性能特性评价方法的探讨，中国公路学报，学报，2006，（，（4） 13. 何仁，盛金东何仁，盛金东.电涡流缓速器试验方法的研究电涡流缓速器试验方法的研究. 汽车技术，汽车技术， 2005，（3）14. Yi Fengyan,He Ren,Liu Chengye,He Jianqing. A New Method of 3D FE Analysis